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公開番号2025042180
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149038
出願日2023-09-14
発明の名称二酸化炭素分離回収システム
出願人JFEエンジニアリング株式会社
代理人個人
主分類B01D 53/62 20060101AFI20250319BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】単位冷媒流量あたりの二酸化炭素分離回収量を最大化することができる二酸化炭素分離回収システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る二酸化炭素分離回収システム1は、二酸化炭素を含む排ガスと冷媒との熱交換によって前記二酸化炭素を固化させる二酸化炭素固化器10と、二酸化炭素固化器10に接続され、冷媒を二酸化炭素固化器10に供給する冷媒供給路31と、二酸化炭素固化器10に接続され、冷媒を二酸化炭素固化器10から排出する冷媒排出路32と、を有し、冷媒供給路31を流れる冷媒は液体であり、冷媒排出路32を流れる冷媒は、全て気体であることを特徴とするものである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素を含む排ガスと冷媒との熱交換によって前記二酸化炭素を固化させる二酸化炭素固化器と、
前記二酸化炭素固化器に接続され、前記冷媒を前記二酸化炭素固化器に供給する冷媒供給路と、
前記二酸化炭素固化器に接続され、前記冷媒を前記二酸化炭素固化器から排出する冷媒排出路と、を有し、
前記冷媒供給路を流れる冷媒は液体であり、前記冷媒排出路を流れる冷媒は、全て気体であることを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
冷媒の組成を分析する冷媒組成分析器と、
冷媒の圧力を調節する冷媒圧力調節器と、
前記冷媒圧力調節器を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記冷媒組成分析器の分析結果に基づいて、液体の前記冷媒を前記二酸化炭素固化装置の内部で全量蒸発させるように前記冷媒圧力調節器を制御すること特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素分離回収システム。
【請求項３】
冷媒の流量を調節する冷媒流量調節器と、
前記冷媒流量調節器を制御する制御装置と、をさらに有し、
前記制御装置は、前記冷媒組成分析器の分析結果に基づいて、前記二酸化炭素の固化に必要な冷熱量が前記二酸化炭素固化器に供給されるように前記冷媒圧力調節器及び前記冷媒流量調節器を制御することを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素分離回収システム。
【請求項４】
排ガスの組成を分析する排ガス組成分析器と、
排ガスの圧力を調節する排ガス圧力調節器と、
前記排ガス圧力調節器を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記排ガス組成分析器の分析結果に基づいて、前記排ガスに含まれる二酸化炭素を前記二酸化炭素固化装置の内部で固化させるように前記排ガス圧力調節器を制御すること特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素分離回収システム。
【請求項５】
排ガスの流量を調節する排ガス流量調節器を有し、
前記排ガス流量調節器を制御する制御装置と、をさらに有し、
前記制御装置は、前記排ガス組成分析器の分析結果に基づいて、前記冷媒の蒸発に必要な熱量が前記二酸化炭素固化器に供給されるように前記排ガス圧力調節器及び前記排ガス流量調節器を制御することを特徴とする請求項４に記載の二酸化炭素分離回収システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排ガスから二酸化炭素を分離して回収する二酸化炭素分離回収システムに関し、特に燃焼排ガスと冷媒との熱交換によって二酸化炭素を固化して分離回収する二酸化炭素分離回収システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、大気中に放出される二酸化炭素の多くは、化石燃料の燃焼排ガスに含まれた二酸化炭素である。二酸化炭素は地球温暖化への影響があるため、二酸化炭素の排出削減もしくは利活用が検討されている。しかしながら、排ガス中に含まれる二酸化炭素濃度は数%～十数%と低濃度であり、利活用する上では排ガスからの二酸化炭素分離が不可欠である。
【０００３】
二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を分離する技術は古くから工業的に用いられており、熱炭酸カリウム系やアミン系の吸収液を用いる方法やガス分離膜を利用する方法、吸着剤を使用した圧力スイング（PSA）法や温度スイング（TSA）法などがよく知られている。
【０００４】
しかしながら、これらの分離技術は二酸化炭素を取り除くことによって残りのガスの価値が上がる場合や石油増進回収法（EOR）のように二酸化炭素を用いたことによるメリットがある場合にのみ用いられてきたもので、いずれの方法も二酸化炭素分離のために大量のエネルギーを消費する。
そのエネルギーを作るために化石燃料を利用すれば、結局二酸化炭素の排出削減効果は小さくなってしまい、化石燃料あたりから得られるエネルギーも減ることとなり、経済的にも受け入れられない。そのため、地球温暖化対策としての二酸化炭素分離にあたっての消費エネルギーが極力少ない新たな省エネ型の二酸化炭素分離技術が求められている。
【０００５】
この点、特許文献１には、水分を固化し除去した後の排ガスとＬＮＧとの熱交換により排ガス中の二酸化炭素を固化してドライアイスを液化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０００－３１７３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
CO
2
の固化にLNGの冷熱を利用する形式において熱交換効率を最大化するためには、排ガスにおけるCO
2
の固化温度とLNGの沸点を同等にすることで、LNGの大きな蒸発潜熱を使って、CO
2
の大きな固化潜熱を与えることが望ましい。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、そのような技術思想が表現されておらず、その示唆もないため、効率的なCO
2
固化には未だ改善の余地が残されていた。
【０００８】
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、単位冷媒流量あたりの二酸化炭素分離回収量を最大化することができる二酸化炭素分離回収システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る二酸化炭素分離回収システムは、二酸化炭素を含む排ガスと冷媒との熱交換によって前記二酸化炭素を固化させる二酸化炭素固化器と、
前記二酸化炭素固化器に接続され、前記冷媒を前記二酸化炭素固化器に供給する冷媒供給路と、
前記二酸化炭素固化器に接続され、前記冷媒を前記二酸化炭素固化器から排出する冷媒排出路と、を有し、
前記冷媒供給路を流れる冷媒は液体であり、前記冷媒排出路を流れる冷媒は、全て気体であることを特徴とするものである。
【００１０】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、
冷媒の組成を分析する冷媒組成分析器と、
冷媒の圧力を調節する冷媒圧力調節器と、
前記冷媒圧力調節器を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記冷媒組成分析器の分析結果に基づいて、液体の前記冷媒を前記二酸化炭素固化装置の内部で全量蒸発させるように前記冷媒圧力調節器を制御すること特徴とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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